Chapitre 3. La régulation de la glycémie et les phénotypes diabétiques
L’ESSENTIEL
L’homéostat glycémique
Malgré des variations importantes (prise alimentaire discontinue, consommation énergétique variable selon les activités), la glycémie (grandeur réglée de l’homéostat) oscille en permanence autour d’une valeur physiologique voisine de 1g.L−1 ou 5,5mmol.L−1 (grandeur de consigne).
Cette homéostasie glycémique nécessite une gestion des réserves de l’organisme.
Les cellules α et β des îlots de Langerhans du pancréas endocrine sont les capteurs de la glycémie. En fonction des variations de la glycémie, elles émettent des messagers chimiques, les hormones glucagon et insuline. Le message hormonal est codé par la concentration plasmatique de l’hormone.
Les cellules cibles expriment les récepteurs spécifiques à ces hormones.
Suite à une hyperglycémie, sous l’action de l’hormone hypoglycémiante : l’insuline, le glucose est stocké sous forme de glycogène dans le foie (glycogénogenèse hépatique), dans les cellules musculaires squelettiques (glycogénogenèse musculaire) et sous forme de triglycérides dans le foie et les adipocytes (lipogenèse). Cette hormone de nature protéique se fixe sur des récepteurs membranaires spécifiques localisés à la surface de cellules cibles.
Suite à une hypoglycémie, sous l’action d’une hormone hypoglycémiante (le glucagon), le glucose est libéré par le foie dans le plasma.
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Au sein de cette régulation existe des relations fonctionnelles : une boucle de rétroaction négative relie le système réglant et la grandeur réglée (glycémie).
La variation du paramètre soumis à variation (glycémie) causée par une perturbation (entrée de glucose dans le milieu intérieur suite à un repas (hyperglycémie) ou à l’inverse baisse du glucose suite à un jeûne (hypoglycémie)) est détectée par le système réglant : les capteurs (cellules α et β des îlots de Langerhans) émettent alors des messages chimiques (hormones : insuline et glucagon) transmis par l’appareil circulatoire aux effecteurs (foie, muscles, cellules adipeuses). Par l’intermédiaire de ces derniers, le système réglant agit sur la grandeur réglée en s’opposant à la perturbation (ex : mise en réserve de glucose ou à l’inverse libération de glucose) permettant le retour à la valeur consigne. On parle alors de rétroaction négative car le système réglant s’oppose à la grandeur réglée.
Les phénotypes diabétiques
Au niveau métabolique, le phénotype diabétique est défini par une hyperglycémie (glycémie à jeun supérieure à 1,26g.L−1). Sur le plan clinique, on distingue deux phénotypes : le diabète de type 1 et le diabète de type 2.
Au niveau cellulaire, le diabète de type 1 est caractérisé par la destruction totale des cellules β sécrétrices d’insuline. Le diabète de type 2 est dû principalement à une insulinorésistance des cellules cibles de l’insuline mais également à un déficit de l’insulinosécrétion.
De nombreux gènes sont impliqués dans le développement des diabètes. On peut avoir une prédisposition génétique à un phénotype diabétique (ex DR3 et DR4 dans le cas du diabète 1). Les diabètes résultent de l’interaction entre ces gènes et des facteurs de l’environnement, en particulier l’alimentation. Dans la majorité des cas, le diabète de type 2 se développe à la suite d’une obésité.
La connaissance précise des gènes de prédisposition aux diabètes et de leur polymorphisme entre dans le cadre de la médecine prédictive. L’utilisation de cette connaissance soulève des problèmes éthiques importants.
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S’ENTRAÎNER
QCM
Pour chacune des propositions, cochez la ou les lettre(s) correspondant à la réponse exacte ; il peut ne pas y avoir de réponse.
Berck (2007-2008-2009-2010)
Le document 1 ci-dessous représente un dessin d’interprétation d’une coupe de pancréas. Six éléments y sont annotés (n° 1 à n° 6).
DOCUMENT 1
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Les 6 propositions suivantes sont relatives à aucun, à un ou à plusieurs de ces 6 éléments.
A. Fait partie du pancréas endocrine.
B. Sécrète le glucagon.
C. Fait partie du pancréas exocrine.
D. Sécrète l’insuline.
E. Est indispensable à la communication hormonale.
F. Est directement sensible aux variations de la glycémie.
Quelle(s) proposition(s) correspond (ou correspondent) à l’élément annoté n° 1 sur le document 1 ?
□ A
□ B
□ C
□ D
□ E
□ F
Quelle(s) proposition(s) correspond (ou correspondent) à l’élément annoté n° 2 sur le document 1 ?
□ A
□ B
□ C
□ D
□ E
□ F
Quelle(s) proposition(s) correspond (ou correspondent) à l’élément annoté n° 3 sur le document 1 ?
□ A
□ B
□ C
□ D
□ E
□ F
Quelle(s) proposition(s) correspond (ou correspondent) à l’élément annoté n° 4 sur le document 1 ?
□ A
□ B
□ C
□ D
□ E
□ F
Quelle(s) proposition(s) correspond (ou correspondent) aux éléments annotés n° 5 et n° 6 sur le document 1 ?
□ A
□ B
□ C
□ D
□ E
□ F
La nature de la molécule produite par l’élément n° 2 annoté sur le document 1 permet d’affirmer :
□ A. Que cette molécule fait partie de la famille organique des protides.
□ B. Que cette molécule est une protéine.
□ C. Que cette molécule peut être hydrolysée par des enzymes produites par l’élément annoté n° 6 sur le document 1.
□ D. Que l’élément annoté n° 2 sur le document 1 synthétise cette molécule grâce aux phénomènes de transcription et de traduction.
□ E. Que cette molécule possède une structure spatiale à l’origine de son mode d’action.
□ F. Que cette molécule est une hormone.
La molécule produite par l’élément annoté n° 3 sur le document 1 :
□ A. Est une hormone antagoniste à la molécule produite par l’élément annoté n° 2 sur le document 1.
□ B. Est, comme la molécule produite par l’élément annoté n° 2 sur le document 1, constituée d’acides aminés.
□ C. Est sécrétée quand une variation à la baisse de la glycémie est détectée.
□ D. Possède des récepteurs spécifiques sur l’ensemble des cellules de l’organisme.
□ E. Agit sur le foie en stimulant l’hydrolyse du glycogène.
□ F. Agit sur le pancréas lui-même en stimulant la glycogénolyse.
Dans le cadre de la régulation de la glycémie, l’élément annoté n° 4 sur le document 1 constitue :
□ A. Le système réglé.
□ B. Le système réglant.
□ C. Une partie du système réglé.
□ D. Une partie du système réglant.
□ E. L’élément correcteur du système réglant.
□ F. L’élément détecteur du système réglant.
Pour les questions 9 à 10, chercher l’intrus parmi les propositions suivantes :
□ A. Hypoglycémie.
□ B. Cellules α.
□ C. Glucagon.
□ D. Glycogénolyse hépatique.
□ E. Pancréas.
□ F. Foie.
□ A. Îlot de Langerhans.
□ B. Insuline.
□ C. Cellule bêta.
□ D. Hépatocyte.
□ E. Cellules musculaire.
□ F. Adipocyte.
À propos de la régulation de la glycémie et de ses dysfonctionnements :
□ A. L’ablation du foie entraîne dans un premier temps une hypoglycémie puis un coma et enfin la mort.
□ B. Le fait que certains groupes ethniques soient plus sujets au diabète de type 2 montre l’existence d’une prédisposition génétique à cette maladie.
□ C. Une absence d’activité physique et/ou une alimentation déséquilibrée augmentent considérablement le risque d’être atteint d’un diabète de type 2.
□ D. Les médicaments trouvés pour lutter contre le diabète de type 2 ne sont jamais suffisants s’ils ne sont pas associés à une meilleure hygiène de vie.
□ E. L’ablation du pancréas entraîne une hyperglycémie et des troubles digestifs pouvant aller jusqu’à la mort.
□ F. Le diabète de type 1 ne peut être guéri.
À propos de la régulation de la glycémie :
□ A. Le foie en est le principal effecteur.
□ B. Les muscles peuvent intervenir en cas d’hypoglycémie due à un effort physique.
□ C. Le tissu adipeux peut libérer du glucose en cas de besoin.
□ D. Le pancréas endocrine est directement sensible aux variations de la glycémie.
□ E. Plusieurs hormones peuvent entraîner une correction de l’hypoglycémie.
□ F. L’insuline est un messager chimique du système de régulation.
Dans le cas d’une hyperglycémie provoquée, le test montrera qu’il n’y a pas de dysfonctionnement si :
□ A. L’insulinémie initiale est nulle.
□ B. La glycémie initiale est nulle.
□ C. L’insulinémie augmente en même temps que la glycémie mais après un court délai.
□ D. La glycémie augmente à partir d’une valeur initiale de 1,26g.L−1.
□ E. L’insulinémie et glycémie décroissent avant la fin du test.
□ F. La glycémie tarde à diminuer malgré un taux élevé d’insuline.
Dans un système de régulation, il existe obligatoirement un système dit correcteur pour la régulation de la glycémie :
□ A. Il s’agit du pancréas.
□ B. Le foie en fait partie.
□ C. Les hormones en sont la production.
□ D. Les muscles peuvent en faire partie.
□ E. Les neurones en font partie en cas d’hyperglycémie.
□ F. Le foie en fait partie en cas de jeûne prolongé volontairement.
Voici une liste de traitements ou de techniques médicaux divers en application ou à l’état de recherche :
A. Injections d’insuline.
B. Thérapie génique.
C. Greffe de foie.
D. Greffe de pancréas entier.
E. Médicaments ralentissant l’absorption intestinale du glucose.
F. Injection par voie intraveineuse de cellules d’îlots de Langerhans au niveau du foie.
Lequel (ou lesquels) est (ou sont) plus particulièrement destiné(s) à un diabétique de type 1 ?
□ A
□ B
□ C
□ D
□ E
□ F
Lequel (ou lesquels) est (ou sont) plus particulièrement destiné(s) à un diabétique de type 2 ?
□ A
□ B
□ C
□ D
□ E
□ F
EFOM (2009-2010)
Chez un chien sain, on réalise une hépatectomie :
□ A. La glycémie augmente.
□ B. La glycémie diminue.
□ C. La glycémie reste stable.
□ D. La sécrétion d’insuline augmente.
□ E. La sécrétion d’insuline diminue.
Le glucagon :
□ A. Est sécrété par les cellules α hépatiques.
□ B. Est sécrété par les cellules β des îlots de Lagerhans.
□ C. Est une hormone hyperglycémiante.
□ D. A le foie pour organe cible principal.
□ E. Est sécrété en cas d’hyperglycémie.
L’insulinémie :
□ A. Varie parallèlement à la glycémie.
□ B. Est une grandeur réglée de l’organisme.
□ C. Est nulle lorsque la glycémie est égale à 1g/L.
□ D. Est normale, voire élevée, chez un sujet atteint d’un diabète de type II.
□ E. Varie en fonction de l’âge du sujet.
La glycosurie :
□ A. Correspond à la concentration de glycogène urinaire.
□ B. Est normalement nulle chez un sujet sain.
□ C. Est en permanence positive chez un sujet diabétique.
□ D. Augmente après un repas riche en glucides chez le sujet sain.
□ E. Est une variable réglée de l’organisme.
Le diabète insulino-dépendant :
□ A. Est généralement dû à la destruction auto-immune des îlots de Langerhans.
□ B. Peut débuter chez le jeune enfant.
□ C. Est le diabète le plus fréquent en France.
□ D. Est dû à un dysfonctionnement des effecteurs du système réglant de la glycémie.
□ E. Est également appelé diabète de type I.
Le diabète de type II :
□ A. Est également appelé diabète insulino-résistant.
□ B. Est traité par des injections d’insuline.
□ C. Est traité par des injections de glucagon.
□ D. Résulte d’un dysfonctionnement du système immunitaire.
□ E. Est le diabète le plus fréquent en France.
Concernant l’homéostat glycémique humain :
□ A. La grandeur de consigne s’adapte à la fréquence des apports glucidiques.
□ B. Le foie, le pancréas et les muscles sont les principaux organes effecteurs du système réglant de la glycémie.
□ C. La valeur de consigne de la glycémie diffère selon l’âge et le sexe de l’individu.
□ D. L’insuline est la seule hormone hypoglycémiante.
□ E. La valeur de consigne de la glycémie est d’environ 0,55 moles/L.
Les cellules β des îlots de Langerhans :
□ A. Sont sensibles au taux plasmatique de glycogène.
□ B. Sont endocrines car elles sécrètent le glucagon.
□ C. Sont situées dans les acini pancréatiques.
□ D. Font partie du système réglant de la glycémie.
□ E. Sont exocrines.
Le diabète de type I :
□ A. Est également appelé diabète gras.
□ B. Concerne généralement des sujets obèses d’âge mûr.
□ C. Est le diabète sucré le plus fréquent.
□ D. Voit sa prévalence augmenter en France.
□ E. Se caractérise par une insulinémie faible voire nulle.
À propos du système réglant de la glycémie :
□ A. Les capteurs sont constitués par certaines cellules hépatiques.
□ B. Les capteurs sont constitués par les cellules β des îlots de Langerhans uniquement.
□ C. Les effecteurs sont le foie, le pancréas et les muscles.
□ D. La glycémie est la grandeur réglée.
□ E. La valeur de consigne de la glycémie est 5,5 moles/L environ.
La liste ci-dessous concerne les questions 27, 28 et 29 :
A. Hyperglycémie chronique.
B. Insuffisance insulinique.
C. Facteurs de prédisposition.
D. Insulinorésistance.
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